Бывает: идёшь по незнакомому городу и всё кажется чужим — пока не наткнёшься на знакомый дом, фонарь, витрину. Эти «маяки» помогают не потеряться. Учёные наконец выяснили, как мозг использует объекты для того, чтобы ориентироваться в пространстве — и почему при болезнях вроде Альцгеймера теряется чувство направления.
Методы исследования
Исследователи из The Neuro (Montreal Neurological Institute-Hospital) (часть McGill University (McGill University)) и Медицинского центра Гёттингена (Göttingen Medical Center) провели эксперименты на мышах. Использовали визуальные стимулы: либо различимый объект, либо «перемешанное» изображение без чёткой формы. Следили за активностью мозга с помощью техники ультразвуковой визуализации — записывали, какие именно клетки реагируют, когда мышь «смотреть на объект» и когда не смотреть.
Результаты исследования
- Обнаружили, что группа клеток в области мозга, называемой постсубикулиум, резко «включается», когда мышь сталкивается с объектом в поле зрения. При этом сигналы из клеток, отвечающих за другие направления, подавляются — это усиливает восприятие направления, куда именно мышь смотрит.
- Когда объект виден — клетки, «отвечающие» за направление взгляда, усиливают свою активность; те, что ориентируют в неподходящем направлении — «затихают». Это как если бы мозг выбирает одну дорогу, подчёркивая её, остальные — временно закрывает.
- Остальные участки мозга, по данным эксперимента, не так чувствительны к объектам — они либо активированы меньше, либо не изменяют поведение так резко.
Связь с болезнями (патология)
Исследование проливает свет на то, почему при таких заболеваниях, как деменция, Альцгеймер, люди часто перестают ориентироваться и чувствовать, где они находятся.
- Уже было показано, что накопление тау-белка — ключевой маркер Альцгеймера — сначала происходит в зонах, отвечающих за пространственную ориентацию. (Оксфордское исследование, например, говорит о том, что эти области страдают на очень ранних стадиях болезни.)
- Если объекты помогают «закреплять» направление, а эти механизмы нарушены из-за дегенерации, человек буквально теряет опоры в пространстве.
Мнения и выводы
Адриен Пейраш (Adrien Peyrache), научный сотрудник из The Neuro (Montreal Neurological Institute-Hospital), комментирует: «Никто не ожидал, что обработка объектов будет происходить внутри системы навигации, а не только в визуальной коре».
Стюарт Тренхолм (Stuart Trenholm), также научный сотрудник этой институции, добавляет, что визуальная система и система пространственного распознавания — это две высокоуровневые функции мозга, которые тесно взаимодействуют; и что в ряде нейродегенеративных заболеваний связь между ними разрушается.
Заключение
- Механизм, найденный учёными, показывает, что объекты в поле зрения не просто «какие-то картинки», они служат якорями, усиливая сигналы в направлении взгляда и подавляя лишние.
- Эти результаты помогают понять, почему люди с ранним Альцгеймером часто дезориентированы: части мозга, которые отвечают за навигацию и распознавание объектов, страдают, теряются эти якоря.
- В будущем такое понимание может привести к разработке диагностических методов, которые обнаруживают нарушения пространственного восприятия на самых ранних стадиях.
Литература.
“Visual objects refine head direction coding” by Adrien Peyrache et al. Science
